SpringCloud 微服务架构详解

SpringCloud 微服务学习（一）

SpringCloud Alibaba

1.1、单体 分布式 集群

单体：也称单机结构，将一个项目全都部署在一台服务器上面，整个项目的所有服务资源都由这一台服务器提供。

分布式：随着项目越来越庞大，单体式中的服务器处理能力有限，所以就将项目服务和MySQL服务分别存储在两台或两台以上的服务器上，可通过合理部署项目对服务器硬件定制化。

集群：在分布式结构中，可能存在单点故障问题，此时就对服务进行备份提供相同的服务，这样就构成了一个“集群”，集群中每一个服务器都是一个节点；为了让这些节点都能有相同的工作量，不至于累的累死闲的闲死，负载均衡器就起作用了。

名称优点缺点单体开发、部署、测试简单单机处理能力有限，业务增长到一定程度硬件资源无法满足业务需求分布式根据项目配置服务器硬件，资源合理化存在单点故障问题，一旦服务器宕机就无法提供服务集群结局了单机故障问题，负载均衡实现起来相对复杂，集群一旦庞大就不好维护各个节点

1.2、系统架构的演变

单体应用架构 -> 垂直应用架构 -> 分布式架构 -> SOA架构 -> 微服务架构

1.2.1、单体应用架构

互联网早期，应用比较小业务简单，将所有功能代码部署在一起，减少开发、部署和维护的成本。

优点：

• 项目架构简单，小型项目的话，开发成本低
• 项目部署在一个节点上，维护方便

缺点：

• 全部功能集成在一个工程中，对于大型项目来讲不易开发和维护
• 项目模块之间紧密耦合，单点容错率低
• 无法针对于不同模块进行针对性优化和水平扩展

1.2.2、垂直应用架构

​ 随着访问量的增大，单体结构只能通过添加节点来应对，但发现不是所有的模块都有很大的访问量，还是以上面的电商为例子， 用户访问量的增加可能影响的只是用户和订单模块， 但是对消息模块的影响就比较小. 那么此时我们希望只多增加几个订单模块， 而不增加消息模块. 此时单体应用就做不到了， 垂直应用就应运而生了.

​ 所谓的垂直应用架构，就是将原来的一个应用拆成互不相干的几个应用，以提升效率。比如我们可以将上面电商的单体应用拆分成:

• 电商系统(用户管理 商品管理 订单管理)
• 后台系统(用户管理 订单管理 客户管理)
• CMS系统(广告管理 营销管理)

优点：

• 系统拆分实现流量分担，解决了并发问题，并且可以针对不同模块进行优化和水平扩展
• 一个系统的问题不会影响到其他系统，提高容错率

缺点：

• 系统之间相互独立，无法进行相互调用
• 系统之间相互独立，会有重复的开发任务

1.2.3、分层架构

但垂直应用越来越多，重复的业务代码就会越来越多。我们考虑将重复的代码抽出来，这就形成了表现层和服务层两部分结合成的分层架构。业务层中包含业务逻辑；表现层只需要处理页面交互。

优点：

• 抽取公共的功能为服务层，提高代码复用性

缺点：

• 系统间耦合度变高，嗲用关系错综复杂，难以维护

1.2.4、SOA架构

在分布式的发展下，小服务资源的浪费问题逐渐显现，增加一个调度中心对集群进行实时管理，用户资源调度和治理中心，强调面向服务

优点：

• 使用注册中心解决了服务之间调用关系的自动调节

缺点：

• 服务之间会有依赖关系，一旦某个环节出错会影响较大（服务雪崩）
• 服务关系复杂，运维、测试部署困难

1.2.5、微服务架构

微服务架构在某种程度上是面向服务的架构SOA继续发展的下一步，它更加强调服务于“彻底拆分”。

优点：

• 服务原子化拆分，独立打包，部署升级，保证每个微服务清晰的任务划分，利于扩展
• 微服务之间采用RESTful等轻量级Http协议相互调用

缺点：

• 分布式系统开发的技术成本高（容错、分布式事务等）

1.3、微服务架构介绍

微服务架构：简单来说就是对单体应用进一步拆分成更小的服务，每个服务都是一个可以独立运行的项目。

1.4、Spring Cloud 介绍

​ Spring Cloud 是一系列框架的集合。利用 Spring Boot 开发简化了分布式系统的开发，如服务发现注册、配置中心、消息总线、负载均衡、断路器、数据监控；Spring Cloud 讲各公司成熟经得起考验的框架组合起来，最终开发出一套简单易懂、易部署和易维护的分布式系统开发工具。

​ SpringBoot 专注于快速方便的开发单个个体微服务；而SpringCloud关注全局微服务协调整理治理框架，它将SpringBoot开发的一个个单体微服务整合并管理起来，为各个微服务之间提供配置管理、服务发现、断路器、路由、事件总线、分布式系统、等等集成服务。总的来说：SpringBoot专注于快捷、方便的开发单个微服务个体、SpringCloud关注全局的服务治理组件的集合。

服务治理 Nacos Discovery

2.1、什么是服务治理

服务治理：微服务架构中最核心最基础的模块，用户实现各个微服务的自动化注册与发现

服务注册：每个服务单元先注册中心登记自己服务的详细信息。服务注册中心以心跳的方式去检测清单中的服务是否可用，剔除掉不可用的服务。

服务发现：服务调用方向服务注册中心咨询服务，实现对具体服务实例的访问。

2.2、常见注册中心

• Zookeeper：是一个分布式服务框架，主要用来解决分布式应用中一些数据管理问题，如：状态同步服务，集群管理。
• Eureka：主要作用就是做服务注册与发现。
• Consul：主要面向分布式，服务化的系统提供服务注册、服务发现和配置管理功能。
• Nacos：是一个易于构建云原生应用的动态服务发现，配置管理和服务管理平台。

2.3、Nacos简介

nacos致力于发现、配置、管理微服务，快速实现动态服务发现服务配置、服务元数据以及流量管理。

核心功能：

• 服务注册：发送REST请求向Nacos Server注册自己的服务
• 服务心跳：通过心跳机制维护Nacos Server，说明服务一直处于可用状态，防止被剔除，默认5s发送一次心跳
• 服务同步:集群之间会相互同步服务实例，用来保证服务信息一致性
• 服务发现：服务消费者获取Nacos Server上面注册的服务清单，缓存到Nacos Client本地会在Nacos Client开启一个定时任务的拉取服务最新的注册表信息更新到本地缓存。
• 服务健康检查：开启一个定时任务来检查服务实例的健康情况，超过15s没有心跳的实例会将它的healthy属性设置为false，实例超过30s没有心跳。直接剔除该实例，如果被剔除的实例回复心跳则重新注册

2.4、Nacos实战入门

2.4.1、安装Nacos

下载地址: https://github.com/alibaba/nacos/releases 
下载zip格式的安装包，然后进行解压缩操作,上课使用的Nacos Server版本是1.3.2

2.4.2、启动Nacos

# 进入bin目录cd bin
#在cmd中启动
startup.cmd -m standalone

2.4.3、访问Nacos

打开浏览器输入http://localhost:8848/nacos，即可访问服务， 默认密码是nacos/nacos

2.5、在项目中如何使用

2.5.1、在pom.xml中添加Nacos依赖

<!--nacos客户端--><dependency><groupId>com.alibaba.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId></dependency>

2.5.2、在启动类上面贴**@EnableDiscoveryClient**注解

@SpringBootApplication@EnableDiscoveryClientpublicclassProductServer{publicstaticvoidmain(String[] args){SpringApplication.run(ProductServer.class,args);}}

2.5.3、在application.yml中添加Nacos的服务地址

spring:cloud:nacos:discovery:server-addr: localhost:8848

远程调用负载均衡 Ribbon

负载均衡：就是将负载进行分摊到多个操作单元上进行操作，根据发生的位置不同，分为服务端负载均衡和客户端负载均衡。

在微服务中我们一般使用客户端负载均衡，也就是在服务调用的一方决定由那个服务提供。